专利名称：双通道光纤温度解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及解调器，特别涉及一种双通道光纤温度解调器。
背景技术：
目前，国内外发展中的光纤传感器技术有以下几个动向1)对光纤传感的理论和技术继续进行深入化、系统化的研究，并以此为基础，解决 一些光纤传感器在应用中所出现的难以解决的实际问题，促进光纤传感器的发展。2)进一步研究一些光纤传感器的原理，改善现有传感器的性能。3)研究光纤分布式传感系统和可以同时测量多个参数的光纤传感器，对测量对象 进行多点，多层次的实时控制。4)加强对具有更高可靠性和稳定性的光纤、光电转换及信号采集等基础元器件和 单元的研究。针对现有分布式光纤温度传感系统中的单通道解调器，其缺陷是只能解调一路光 纤温度信号，对于现代大型分布式系统而言，单通道解调器会造成系统庞大，费用升高。研 发经济适用、成本低的多通道光纤温度解调器，是一个崭新课题。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种适用于大型光纤测温系统，可避免 系统的庞大和复杂，大大降低成本，经济适用的双通道光纤温度解调器。为达到上述目的，本实用新型提供的双通道光纤温度解调器，包括由光纤温度传 感器输出的光信号和APD管，还包括依次相连的光信号探测电路、单片机信号采样处理输 出电路和串口通讯电路，所述光信号探测电路设有双通道，所述光信号由所述APD管转换 后经所述光信号探测电路送入所述单片机信号采样处理输出电路，所述单片机信号采样处 理输出电路输出工业4-20mA电信号，并通过所述串口通讯电路与控制系统实现数据交互。本实用新型双通道光纤温度解调器，其中所述单片机信号采样处理输出电路由型 号为C8051F120的芯片构成，所述信号采样处理输出电路设有扩展存储器电路，所述扩展 存储器电路采用4片64K型号为圓6观64的存储器芯片作为程序存储器和数据存储器。本实用新型双通道光纤温度解调器，其中所述光信号探测电路包括对数放大器电 路和相连的高速A/D转换电路，所述对数放大器电路由型号为AD8304的芯片构成，所述高 速A/D转换电路由型号为LTC1415的芯片构成。本实用新型双通道光纤温度解调器，其中所述串口通讯电路采用型号为MAX232 芯片构成，通讯采用RS-232接口。本实用新型双通道光纤温度解调器，其中所述APD管安置于外壳接地的金属盒 中。本实用新型双通道光纤温度解调器的优点和积极效果在于由于设置了光信号探 测电路、单片机信号采样处理输出电路、扩展存储器电路和串口通讯电路，可同时解调两路光纤温度信号，适用于大型光纤测温系统，不但避免了系统的庞大和复杂，还大大降低了成 本。下面将结合实施例参照附图进行详细说明。
图1为本实用新型双通道光纤温度解调器的方框图；图2为光信号探测电路的原理图；图3为单片机信号采样处理输出电路的原理图；图4为扩展存储器电路的原理图；图5为通讯串口电路的原理图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型双通道光纤温度解调器，包括由光纤温度传感器输出的光信 号和APD管，以及依次相连的光信号探测电路、单片机信号采样处理输出电路、扩展存储器 电路和串口通讯电路。光信号探测电路设为双通道，光信号由APD管转换后经光信号探测 电路送入单片机信号采样处理输出电路，单片机信号采样处理输出电路输出4-20mA的标 准测量电信号，并通过串口通讯电路与其他控制系统实现数据交互。参照图3和图4，单片机信号采样处理输出电路由型号为C8051F120的芯片构成， 扩展存储器电路设有4片64K型号为圓6观64的存储器芯片，作为程序存储器和数据存储器。参照图2，光信号探测电路包括对数放大器电路和相连的高速A/D转换电路，对数 放大器电路由型号为AD8304的芯片构成，高速A/D转换电路由型号为LTC1415的芯片构 成。数据采集系统关键是采样间隔和采样精度及分辨率。流水线型A/D可提供12 16位分辨率。流水线型A/D由数个连续的级组成，每一级都包括一个跟踪/保持电路、一个 低分辨率A/D和D/A以及包含一个用于提供增益的级间放大器的加法电路。流水线型A/D 的优点在于功耗低，取样速率能达到100 300Msps。本实用新型采用16位流水线型A/D， 设定分辨率位InW，其线性响应可以提供高达48dB的动态范围。配合对数放大器，可以将动 态范围提高到60dB。由于光纤温度传感器的可调谐滤波器的线宽很窄，因此，光探测器实际 探测的功率并不大，很难超过10 μ W。因此，仍然工作于放大器的线性区间，不会对检测的分 辨率造成很大的影响，而大的动态范围可以有效的提高系统的适应性。为了获取光谱的宽动态范围信号，采用AD8304高精度光器件对数转换器对两路 采样信号进行放大，直接对APD管输出信号进行处理，然后连接到单片机信号采样处理输 出电路的AD端口。其指标为l、160dB范围对数转换；2、信号调理在1ρΑ 0. ImA ；3,10 倍频范围200mV ；4、最大电压(对数)输出4. 0V。为了进一步屏蔽外部干扰，把APD管安置于外壳接地的金属盒中，受外界信号影 响达到了最小，大大提高了系统的整体精度。经过单片机信号采样处理输出电路处理，得到所需的工业4_20mA电流信号输出。 为便于与其他智能系统连接使用，通讯采用RS-232接口。通过该接口可以将本实用新型光纤温度解调器与其他智能设备或者计算机连接起来。参照图5，串口通讯电路采用型号为 MAX232芯片构成，选用MAX232芯片实现RS232C与TTL电平转换，该芯片内部有电压倍增电 路和转换电路，只需+5V电源便可实现RS232C与TTL电平转换，使用十分方便。本实用新 型提供的串口的通讯格式为9600波特率，8位数据位，1位停止位，无奇偶效验位。串口的 电气特性RS-232C标准定义-15V -3V表示逻辑“1”，+3V +15V表示逻辑“0”。本实用新型双通道光纤温度解调器的电源分别设有5. 0V、3. 3V和-5V电压输出。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实 用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计方案前提下，本领域中普通工程 技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范 围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1.一种双通道光纤温度解调器，包括由光纤温度传感器输出的光信号和APD管，其特 征在于还包括依次相连的光信号探测电路、单片机信号采样处理输出电路和串口通讯电 路，所述光信号探测电路设有双通道，所述光信号由所述APD管转换后经所述光信号探测 电路送入所述单片机信号采样处理输出电路，所述单片机信号采样处理输出电路输出工业 4-20mA电信号，并通过所述串口通讯电路与控制系统实现数据交互。
2.根据权利要求1所述的双通道光纤温度解调器，其特征在于其中所述单片机信号 采样处理输出电路由型号为C8051F120的芯片构成，所述信号采样处理输出电路设有扩展 存储器电路，所述扩展存储器电路采用4片64K型号为圓6观64的存储器芯片作为程序存 储器和数据存储器。
3.根据权利要求1或2所述的双通道光纤温度解调器，其特征在于其中所述光信号 探测电路包括对数放大器电路和相连的高速A/D转换电路，所述对数放大器电路由型号为 AD8304的芯片构成，所述高速A/D转换电路由型号为LTC1415的芯片构成。
4.根据权利要求3所述的双通道光纤温度解调器，其特征在于其中所述串口通讯电 路采用型号为MAX232芯片构成，通讯采用RS-232接口。
5.根据权利要求4所述的双通道光纤温度解调器，其特征在于其中所述APD管安置 于外壳接地的金属盒中。
专利摘要本实用新型提供的双通道光纤温度解调器，包括由光纤温度传感器输出的光信号和APD管，还包括依次相连的光信号探测电路、单片机信号采样处理输出电路和串口通讯电路，光信号探测电路包括对数放大器电路和相连的高速A/D转换电路。光信号探测电路设有双通道，光信号由APD管转换后经光信号探测电路送入单片机信号采样处理输出电路，单片机信号采样处理输出电路输出工业4-20mA电信号，并通过串口通讯电路与控制系统实现数据交互。其优点和积极效果在于由于设置了光信号探测电路、单片机信号采样处理输出电路、扩展存储器电路和串口通讯电路，可同时解调两路光纤温度信号，适用于大型光纤测温系统，不但避免了系统的庞大和复杂，还大大降低了成本。
文档编号G01K11/32GK201926526SQ20112001815
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者何瑾, 吴宏伟 申请人:安徽省紫光照明科技有限公司